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聚丙烯酸鈉

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聚丙烯酸鈉，化學式為(C3H3NaO2)n，是一種新型功能高分子材料和重要化工產品，固態產品為白色或淺黃色塊狀或粉末，液態產品為無色或淡黃色黏稠液體。由丙烯酸及其酯類為原料，經水溶液聚合而得。無味，溶於氫氧化鈉水溶液，在氫氧化鈣、氫氧化鎂等水溶液中沉澱，聚丙烯酸鈉還具有很強的吸水性，常規聚丙烯酸鈉的吸水率（純淨水）是其自身的數百倍，改進後的產品可以達到數千倍。常被用作水處理劑、鹽水精製及膠乳增稠，也可用作食品增粘、乳化。
聚丙烯酸鈉極濕性極強，是一種同時具有親水和疏水基團的高分子化合物。能緩慢溶於水形成極黏稠的透明液體。0.5%溶液的黏度約為1Pa·s，其黏度與CMC大體相等，是海藻酸鈉的15~20倍。 [3] 
中文名
聚丙烯酸鈉
外文名
Sodium Polyacrylate
別    名
2-丙烯酸鈉均聚物
化學式
(C3H3NaO2)n
分子量
＜10000
CAS登錄號
9003-04-7
EINECS登錄號
999-999-2
密    度
1.32 g/cm³
外    觀
固態為白色或淺黃色塊狀或粉末，液態為無色或淡黃色粘稠液體。
安全性描述
S26；S36
危險性符號
Xi
危險性描述
R36/37/38
行業標準
HG-T 2838-2010 （現行)

目錄

  1. 1 性質
  2. 2 合成方法
  3. 3 安全信息
  1. 4 儲存方法
  2. 5 用途
  3. ▪ 綜述
  1. ▪ 增稠劑
  2. ▪ 其他用途

聚丙烯酸鈉性質

外觀
固態為白色或淺黃色塊狀或粉末，液態為無色或淡黃色粘稠液體。
味道
無臭無味 [3] 
密度
1.32g/cm3
儲存條件
2-8°C
比重
1.23
酸鹼指示劑變色pH值範圍
6-9
穩定性
大多數條件下穩定
溶解性
不溶於乙醇、丙酮等有機溶劑。加熱至300℃不分解。久存黏度變化極小，不易腐敗。加熱處理、中性鹽類、有機酸類均對其黏度影響很小，鹼性條件下則黏度增大。遇二價及二價以上金屬離子（如鋁、鉛、鐵、鈣、鎂、鋅）形成其不溶性鹽，引起分子交聯而凝膠化沉澱。pH在4以下時，聚丙烯酸產生沉澱。 [3]  易受酸及金屬離子的影響，黏度降低。
毒性
LD50>10g/kg（小鼠，經口）。亞急性試驗：大鼠0.5g/kg/日以下，6個月無異常。

聚丙烯酸鈉合成方法

方法
內容
——
將去離子水和34kg 鏈轉移劑異丙醇依次加入反應釜中，加熱至80～82℃。滴加14kg過硫酸銨和170kg 單體丙烯酸的水溶液（去離子水）。滴畢後，反應3h。冷至40℃，加入30%的NaOH水溶液，中和至pH值為8.0～9.0蒸出異丙醇和水得液體產品。噴霧乾燥得固體產品。 [5]  丙烯酸或丙烯酸酯與氫氧化鈉反應得丙烯酸鈉單體，除去副生的醇類，經濃縮、調節pH值，以過硫酸銨為催化劑聚合而得由丙烯酸和氫氧化鈉反應制得丙烯酸鈉單體，再在過硫酸銨催化下，聚合成聚丙烯酸鈉將相對分子質量1000～3000的聚丙烯酸鈉加入反應釜中，配成30%的水溶液即可。 [1] 
聚合法
在裝有攪拌器、迴流冷凝管、温度計、滴液漏斗的500mL四口燒瓶中，加入一定量的去離子水，再加入鏈轉移劑亞硫酸氫鈉（用量佔體系質量的4.5%），攪拌溶解，加熱升温至65℃，開始滴加單體丙烯酸及引發劑過硫酸銨水溶液。其中單體丙烯酸的質量分數佔體系的30%，過硫酸銨的質量分數佔體系的0.06%，滴加時間為3h，滴完後保温3h，用質量分數為30%氫氧化鈉水溶液中和至pH值為7～7.5，得到無色的黏稠、低分子質量聚丙烯酸鈉溶液。 [1] 
乳液聚合法
單體溶液由丙烯酸經氫氧化鈉溶液中和，再加入少量丙烯酰胺製得。在250mL反應瓶中，加入單體溶液、十二烷基磺酸鈉，攪拌其混合均勻，同時通氮除氧20min，加入還原劑、乳化劑、溶劑和氧化劑。將體系升温至45℃，4h後結束聚合。升温達到一定的出水量後，停止反應。最後將反應液過濾烘乾，得到粉末狀產物（PAA-Na）。 [1] 

聚丙烯酸鈉安全信息

危險品標誌
Xi
危險類別碼
R36/37/38
安全説明
S26；S36
WGK Germany
3
RTECS號
WD6826000
海關編碼
39069090 [2] 

聚丙烯酸鈉儲存方法

常温密閉，避光，通風乾燥處。 [1] 

聚丙烯酸鈉用途

聚丙烯酸鈉綜述

聚丙烯酸鈉可作增稠劑，乳化劑，成膜劑，分散劑。用於製備面膜、乳劑等。 [3]  還可作消垢劑，用於水質處理、塗料有機玻璃、造紙工業及鍋爐水處理等。 [4]  聚丙烯酸鈉應用領域覆蓋着石油工業循環水系統等諸多行業，由於其應用領域的拓展，生產技術得以迅速發展。 [6] 

聚丙烯酸鈉增稠劑

1.在食品中，聚丙烯酸鈉具有增強原料麪粉中的蛋白質黏結力，使澱粉粒子相互結合，分散滲透到蛋白質的網狀結構中，形成質地緻密、穩定的麪糰膠體，防止可溶性澱粉滲出，使麪糰表面光滑面具有光澤；聚丙烯酸鈉保水性強，可使水分均勻保持在麪糰中，防止乾燥；聚丙烯酸鈉與蛋白質相互作用、可改變蛋白質結構，增強食品的黏彈性，改善組織。如聚丙烯酸鈉用於麪包、蛋糕、麪條類、通心麪，可提高原材料利用率，改善口感和風味，用量為0.05%（質量）；用於水產廉狀製品、罐頭食品、紫菜乾等，可強化組織，保持新鮮味，增強口感；用於調味醬、番茄沙拉、蛋黃醬、果醬、稀奶油、醬油等，可作為增稠劑及穩定劑；用於果汁、酒類等，可作為分散劑；用於冰淇淋等，可改善口感及穩定性；由於在水中溶解較慢，可預先與砂糖、粉末澱粉糖漿、乳化劑等混合，以提高溶解速度。一般來説，其最大用量為0.2%（質量）。還用作糖液、鹽水、飲料等的澄清劑（高分子凝聚劑）。 [7] 
2.作為電解質與蛋白質相互作用，改變蛋白質結構，增強食品的粘彈性，改善組織。 [2] 
3.由於在水中溶解較慢，可預先與砂糖、粉末澱粉糖漿、乳化劑等混合，以提高溶解速度。 [2] 
4.作糖液、鹽水、飲料等的澄清劑（高分子凝聚劑）。 [2] 
應用舉例
（1）麪包、蛋糕、麪條類、通心麪、提高原材料利用率，改善口感和風味。用量0.05%。
（2）水產糜狀製品、罐頭食品、紫菜乾等，強化組織，保持新鮮味，增強味感。
（3）調味醬、番茄沙司、蛋黃醬、果醬、稀奶油、醬油，增稠劑及穩定劑。
（4）果汁、酒類等，分散劑。
（5）冰淇淋、卡拉蜜爾糖，改善味感及穩定性。
（6）冷凍食品、水產加工品，表面膠凍劑（保鮮）。 [2] 

聚丙烯酸鈉其他用途

1、用作緩蝕防垢劑、水質穩定劑、塗料增稠劑和保水劑、絮凝劑、鑽井泥漿處理劑等。
2、用於銅材質設備的循環冷水處理，其阻垢效果良好。用量100 mg/L時，能與中等硬度水中的成垢離子形成鰲合物隨水流動，並能防止氧化鐵垢的形成。
3、用作低固相鑽井業降濾失劑。
4、良好的分散劑。能與其他水處理劑復配使用，用於油田注水，冷卻用水，鍋爐水的處理。 [2] 
參考資料
  • 1.    聚丙烯酸鈉  ．物競數據庫[引用日期2020-05-04]
  • 2.    聚丙烯酸鈉  ．chemicalbook[引用日期2020-05-04]
  • 3.    馬振友．皮膚美容化妝品製劑手冊 第2版：中醫古籍出版社，2015.01：472-473
  • 4.    徐克勳主編．遼寧省化工產品手冊：遼寧科學技術出版社，1988.04：537
  • 5.    温輝梁主編．化工助劑：江西科學技術出版社，2009.12：642
  • 6.    汪多仁編著．綠色農藥與化肥中間體：科學技術文獻出版社，2009.04：274
  • 7.    郝素娥等編．食品添加劑製備與應用技術：化學工業出版社，2003.03：217